德國新一屆三黨聯合政府面對能源危機,經濟萎縮,通貨膨脹等一系列嚴峻問題,以更加激進的姿態推動能源結構轉型,進一步加大了氫能國家戰略實施力度。2023年3月,德國聯合政府發布國家氫能戰略H2.0,推出68條綠氫發展細化目標與措施,主要涉及目標要求,基礎設施、應用場景、政策支持,技術支撐等。德國綠氫發展戰略更加細化示范效應更加顯著。德國聯合政府認為堅定地走綠氫能源轉型之路,才能支撐起其龐大的制造業發展:而且實現氣候友好、降低溫室效應也是德國歷屆政府與普通民眾堅定的目標追求:同時,通過切實解決綠氫發展的成本瓶頸德國不僅能徹底解決其經濟發展中的能源短缺問題,還會成為綠氫能源發展的引領者。探尋德國實施綠氫能源發展戰略新舉措,對于我國具有重要借鑒作用。我國應進一步加強政策供給,堅持先立后破,大力推進綠氫產業鏈建設:統籌區域布局,“綠電+綠氫+智能化"共同推進:加快基礎設施建設,構建綠氫網絡化、規模化體系:加強基礎性研究,舉全國體制加快綠氫技術創新:同時要積極參與國際合作,創造綠氫產業發展新優勢。

　　1前言

　　2021年12月8日,德國紅黃綠三黨聯合政府上臺執政。由于受新冠肺炎疫情和俄烏沖突的雙重沖擊，新上任的德國聯合政府面臨著經濟萎縮、能源危機、通貨膨脹等一系列嚴峻經濟問題;同時,一貫倡導“生態學”議題的綠黨加人執政團隊,并掌握重要經濟氣候環保部門。這種主客觀雙重因素,導致德國三黨聯合政府以更加激進的姿態推動德國能源結構轉型,在國家氫能戰略和行動計劃的基礎上,進一步確立了堅定而清晰的“綠氫"發展目標加快了綠氫基礎設施、技術投入和產業布局步伐。

　　2德國三黨聯合政府實施綠氫國家戰略新舉措

　　氫是大自然中普遍存在的元素,根據制備方法區分為灰氫、藍氫與綠氫。綠氫因其具有來源廣泛應用場景豐富、清潔、安全、高效的特點,備受人們青睞,甚至很多研究者將其定義為“新能源革命”的一匹黑馬?！熬G電、綠氫、人造太陽是新能源的'三駕馬車’全球已邁入'氫熱時代’”叫。在實施綠氫國家發展戰略上,德國聯合政府彰顯出勃勃雄心，上臺執政不到兩年時間,取得了令人矚目的新進展。

　　2.1戰略目標引領

　　在紅黃綠三黨聯合政府上臺執政前夕,德國默克爾政府已經推出了《國家氫能戰略》并把氫能作為能源轉型的重要發展方向,確立了其優先發展地位。紅黃綠三黨上臺執政后,面對新冠疫情、俄烏沖突等一系列國內國際新挑戰，特別是能源危機、通貨膨脹、經濟萎縮、社會矛盾突出的現實,三黨聯合政府以更加堅定而激進的目標積極應對困難。這不僅體現在其《聯合執政協議》和新推出的《可再生能源法》等一系列能源轉型法案中,而且盤點三黨聯合政府上臺后的執政實踐,德國確立了通過可再生能源發電進行電解水制氫的綠氫技術路線,把綠氫作為能源轉型方向,置于優先地位。2023年4月15日,德國聯合政府關閉剩余的三座核電站。2023年3月,德國發布國家氫能戰略H2.0.推出68條推進綠氫發展的細化目標與措施。在德國國家層面，力爭到2030年綠氫生產至少達到30TW·h/a.2045年達到100TW·h/a。在歐洲層面,建立一個歐洲鄰國參與的歐洲綠色氫氣聯盟,以滿足德國到2030年至少100TW·h/a、2045年達到900TW·h/a的綠氫進口需求。在交通方面,2030年前推廣20x104輛燃料電池卡車。綠氫產能方面,將2030年電解水制氫產能從5GW提高到10GW,電解槽產能由50GW提高到100GW。未來燃氣發電燃料將改用綠氫替代,2030年氫氣發電裝機容量達到21GW,基本覆蓋燃氣發電需求

　　德國聯合政府堅定不移地走綠氫能源轉型之路,主要基于以下幾個因素:其一,德國能源資源并不豐富,僅靠化石能源進口,就會形成嚴重的對外能源依賴。特別是在地緣政治發生變化條件下,德國一方面要實現能源資源進口多元化,另一方面堅定走綠氫能源轉型之路,才能支撐起龐大的制造業發展。其二,德國能源轉型的目標不僅是發展可再生能源和提高能源效率,實現氣候友好、降低溫室效應是德國歷屆政府與普通民眾堅定的目標追求，特別是本屆政府中的綠黨，以生態哲學為其黨綱理論基礎,解決氣候環境問題是其基本理念。其三,綠氫不僅在世界范圍存量豐富、用之不竭,還因其清潔性、熱量高被普遍認為是最有發展潛力的能源也是當前“能源革命”最有發展前途的能源類型。德國政府認為只要加大科技投入，切實解決綠氫發展的成本瓶頸,德國不僅能徹底解決其經濟發展中的能源短缺問題,還會走在歐洲甚至世界能源轉型的前列,成為歐洲乃至世界綠氫能源發展的引領者。

　　2.2基礎設施支撐

　　實施綠氫發展戰略,涉及到綠氫制、輸、儲、用等各個環節,由于這些環節的復雜性與特殊性,必須要有完善的基礎設施。德國國家氫能戰略H2.0指出，“電力和氫氣基礎設施的擴展將被定義為絕對重要的公共利益”。在綠氫生產制取環節,2023年初德國正式開啟利用風、光制氫與儲氫一體化聯合發電項目招標。德國各地自然條件差異較大,綠氫制取主要分布在北部和西北部海域,但是工業用氫主要集中在德國西部地區,而交通應用主要集中在北部漢堡,南德在交通綠氫消費方面主要以家用車、小型貨車、公共汽車為主。因而德國氫能基礎設施主要是圍繞制造業用氫、交通用氫、建筑供熱用氫以及綠氫輸送管道建設展開,最重要的是利用原有天然氣輸送管道進行綠氫輸送管道改造或新建管道與應用建設,從而把德國北部與西北部、東部與西部、北部與南部、國內與鄰國綠氫能源產業鏈串聯起來。

　　為了實現德國東西部綠氫從生產到應用網絡鏈接，德國Gascade與0ntrans正在計劃通過DoingHydrogen項目為德國東部的綠氫經濟提供一個大型平臺，該項目是德國東部地區最大的綠氫項目。實施該項目需要建設一個總長度475km的初始綠氫輸送網絡,通過這個項目把德國東部五州的生產與消費連接起來。對于加氫站基礎設施建設,德國國家氫能戰略H2.0主要規定了加氫站網絡、地點招標、數字化、投資支持、監測等內容。德國將在這些方面增加國家投資,力爭2023年建設約40MW電解能力,以生產運輸用氫氣。

　　實施綠氫發展戰略關鍵是降低成本，這不僅需要科技研發,還要形成相應規模,形成綠氫產與用近距離結合。在德國漢堡,由8家不同領域企業與漢堡綠氫中心共同組成旨在綠氫制取、分配、消費一體化的漢堡綠氫聯合機構，通過現場電解制取、海運進口、利用歐洲綠氫網絡輸送到最終消費者從而形成綠氫產業閉環。該項目有望在2030年前每年為漢堡減少100x104t以上的二氧化碳排放量。為了更好地與歐洲其他國家合作實施綠氫發展戰略，德國還推進了跨邊界綠氫基礎設施規劃計劃利用綠氫輸送管道將德國北部與荷蘭連接,把綠氫制、輸、儲到工業應用進行串聯。這項計劃從2024年起實施,到2030年實現網絡連接,并在必要時與其他網絡連接,使之成為德國與歐洲綠氫網絡的重要起點。

　　2.3國家政策推動

　　國家財政與技術政策支持是實施綠氫發展戰略的重要措施。綠氫是第三次能源革命最具發展潛力的替代能源,但綠氫制取、運輸、儲存、應用還有很多技術瓶頸有待破解。提供有力的政策支持,才能從根本上降低綠氫能源開發利用成本,從而才能更有力地推進綠氫發展戰略。通過當前德國聯合政府推進綠氫發展戰略的實踐，可以清晰看到其利用政府政策支持,推進綠氫發展戰略路線圖。德國聯合政府于2022年7月批準2023年聯邦預算政府草案,準備投資高達131億歐元(比上年增加28億歐元)，用以支持綠氫產業鏈建設,并由聯邦經濟與氣候保護部確定了預算優先事項,見表1。

　　從表1可以看出,德國聯合政府對實施綠氫國家發展戰略給予了很大的財政與技術政策支持,特別是為綠氫旗艦項目示范,破解技術難題，總資助金額高達7億歐元,這是迄今為止最大的計劃。在這項計劃支持下，在德國三個行業主導的項目中科學界和產業界密切合作，正共同開發解決方案以消除仍然影響德國氫能經濟發展的障礙,主要包括電解槽的規?；拖盗谢a(H2Giga)、海上風電無并網制氫(H2Mare)、氫運輸技術(TransHyDE)。

　　2.4供給與需求互動

　　在供給方面,實施綠氫國家發展戰略,一個非常關鍵的問題是如何通過擴大可再生電力規模,進一步促進技術創新,降低綠氫制取成本。在安全性經濟性、清潔性統一考量的基礎上,綠氫國家發展戰略才能更好發展。根據最新發布的德國國家氫能戰略H2.0實施規劃,德國聯合政府對綠氫生產主要提出以下要求:一是實施國土戰略空間規劃,確定綠氫可再生制取氣候適宜區。根據德國地理環境,北部與西北部便于大規模發展可再生能源電力,可通過“綠電+綠氫”模式實施綠氫發展戰略。二是為綠氫生產提供資金保障，提高綠氫生產能力。為電解器產能和基礎設施組件設定年度擴張目標，同時逐步對海上風力發電進行招標。三是在北海建設一條輸送功率至少為10GW的氫氣收集管道,以運輸未來產生的海上風電綠氫。四是在海上區域按比例分配,按時間錯峰制定生產與運輸目標,以便于海上氫氣經濟所需的技術發展逐步擴大規模。實施綠氫國家發展戰略,還必須把生產與儲存統一起來。為此,德國制定區域發展計劃,以儲存綠色氫氣以及由其產生的衍生品:對于地下與地上的綠氫儲存進行招標。

　　在需求方面,創設綠氫應用條件,擴大市場需求是實施綠氫發展戰略的重要一環。按照德國國家氫能戰略H2.0的相關要求,其目的是“通過對投放市場的氣體、液體和產品的特定部門的溫室氣體減排義務,引人對市場明確的條例設計”1。德國聯合政府通過創設市場場景牽引綠氫國家戰略實施，主要涉及以下幾方面內容:在工業應用領域,主要是通過實施綠氫發展戰略,加快重化工業(包括鋼鐵:化工企業等)用能清潔替代,履行溫室氣體減排義務?！按_定綠色主導市場,設置監管護欄”。在交通運輸領域，對使用綠氫燃料及衍生物的交通工具依法最大限度地減免能源稅:對非生物源可再生燃料(氫氣和電子燃料)實行分配制度(2025年為2%,2030年為10%)。在公路運輸方面,通過運營招標鼓勵氫燃料電池卡車運營，繼續推廣燃料電池乘用車、輕型商用車和客車,加快加氫站基礎設施建設。在航空運輸方面,加大技術研究力度,為氫燃料替代創造環境條件。在船舶運輸方面,為航運業轉型創建技術開放資金框架。在鐵路運輸方面,建立激勵機制,鼓勵安全燃料電池列車,允許鐵路運輸使用綠氫進行溫室氣體配額制交易。在建筑用能方面,通過政府補貼鼓勵氫能供能加熱系統,履行建筑脫碳用氫義務。

　　2.5國際合作聯動

　　由于受自然資源稟賦限制,德國僅依靠國內綠氫生產,難以滿足其制造業發展與民用需求。德國三黨聯合政府在推進國家氫能戰略實施進程中,把眼光投向了國外。目前德國實施氫能戰略聚焦兩個重要方面,一是通過試點大型項目,確立綠氫產業鏈條運作模式:二是探索合適的商業模式建立市場平臺,促進國際綠氫能源貿易,力圖通過建立國際合作框架實現綠氫能源轉型戰略目標。因此，從南美到西非,德國正在積極部署海外氫能市場。德國工業巨頭蒂森克虜伯正在與巴西合作建設巴西第一個具有工業規模的綠氫工廠,處于南美的綠氫工廠也在籌劃建設。另外,德國三黨聯合政府還與加拿大、澳大利亞、挪威等國建立綠氫供應鏈,努力拓展海外綠氫進口渠道。德國之所以在能源危機時刻執意關停核電,制定提前關停煤電時間表,就是寄希望于綠氫能源轉型。

　　2.6法律政策保障

　　在德國三黨聯合政府上臺執政之初的《聯合執政協議》中,將經濟、能源與氣候部門合并,組建了“經濟、氣候與能源部”。氣候保護被定義為跨部門任務,德國所有部門的立法項目都需要審查氣候保護適宜性。正如綠黨議會黨團主席?？ㄌ?KaminGoring-Eckardt)在《聯合執政協議》公布后所說,“對政府所做的一切都要進行氣候檢查(Klima-Check)。任何一項措施或一部法律所產生的每一噸二氧化碳都必須進行平衡”氣候、能源、科技是《聯合執政協議》中提及最多的產業。2045年實現碳中和;停用煤電目標提前8年,2030年前停用煤電:2030年德國80%的電力來源于可再生能源(原來為65%);2030年確保至少1500x104輛電動車上路。協議認為,為實現上述目標,電力、交通、工業、建筑及農業必須加速脫碳,在氣候保護方面德國要增加數十億歐元投資。正如德國總理奧拉夫·朔爾茨所說，“我們已經決定,這將引領德國未來十年的投資”為了促進清潔能源轉型,德國三黨聯合政府于2022年7月再次修改《可再生能源法》(EEG2023)。新法案旨在促進擺脫對化石能源的依賴,加速綠色能源發展。新法案規定,遵守巴黎協定控制全球升溫在1.5℃之內的要求:2035年電力供應“基本實現碳中和”;2030年可再生能源發電達到80%:未來德國2%的土地將單獨用于風力發電,每個州都必須分配2%的土地用于安裝風電裝機。新法案鼓勵地方政府積極參與風能和太陽能項目建設投資《聯合執政協議》與可再生能源新法案,對于德國能源綠色轉型提供了政策與法律保障,也為德國綠氫發展提供了可靠的“綠電”保障,進而為德國綠氫經濟升溫莫定堅實的基礎。

　　2023年5月24日,德國三黨聯合政府制定并通過了未來氫能核心網絡的法律和監管框架,規定氫能核心網絡建設分階段進行。首先是建設氫能基礎設施,重點解決綠氫遠距離輸送的問題,并計劃2032年前投人使用:其次是著眼于核心網絡外的客戶需求,特別是能源密集型企業需求,將全面的氫能網絡發展規劃納人能源工業法案(EnWG)。

　　德國實施綠氫能源國家戰略對我國的啟示

　　2019年,氫能第一次寫人我國的《政府工作報告》。2022年3月,我國《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》正式發布?！兑巹潯芬浴疤歼_峰”與“碳中和”為目標,充分明確了氫能在我國未來能源體系中的重要地位與作用。2022年6月，國家發改委、國家能源局等九部門聯合印發《“十四五”可再生能源發展規劃》對“十四五”期間我國氫能產業發展進一步提出要求。我國當前是世界第一制氫大國,年制氫量達到3300x10'51,但綠氫占比只有1%左右,絕大部分是灰氫與藍氫,灰氫占比高達60%以上。綠氫與綠電是最純正的綠色新能源,在能源轉型中被普遍認為是最有發展潛力、最符合實現氣候目標的替代能源。我國要汲取德國實施綠氫國家戰略新經驗,如期實現“雙碳”目標,應該在以下幾個方面狠下功夫。

　　3.1進一步加強政策供給,堅持先立后破,大力推進綠氫產業鏈建設

　　從當前我國氫能應用場景看,主要集中于燃料電池應用領域。在化工、鋼鐵等其他更廣闊的工業領域綠氫應用可以說才剛起步,特別是綠電與綠氫耦合方面還有很多工作要做。在政策供給方面，要通過加大政府補貼力度引導資本投人,運用財政稅收和金融優惠政策,鼓勵相關大型企業以及其他市場主體發揮自身優勢,在綠氫的制、儲、輸、用各環節加大投資力度。要制定綠電制氫優惠價格政策充分發揮碳稅、碳排放交易機制作用,降低綠氫成本。建立健全綠氫規范標準、檢測標準與安全保障政策法律體系。在綠氫產業發展步驟上,要堅持先立后破原則,不斷提高綠氫在氫能結構中的比重，在綠氫產業鏈條方面,通過可再生能源制氫在源頭推動,綠氫應用場景在交通、鋼鐵、化工等行業示范拉動,逐步擴大規模,把供需兩端有效連接起來。

　　3.2統籌區域布局,“綠電+綠氫+智能化”共同推進

　　當前,我國綠氫產業化發展主要受制于電解水制氫成本過高,可再生能源穩定性不夠,加氫站數量不足,綠氫運輸距離太遠等。這勢必造成綠氫的經濟性問題,從而遲滯了綠氫產業發展。我國地域廣闊,風電、光伏等可再生能源發電主要集中在三北和沿海重要區域,這就需要通過統籌布局、頂層設計,實現綠氫就近規模制取,就近規模智能化應用,把“綠電+綠氫+智能化應用”有機結合起來。這樣一方面可以通過可再生能源電力就近智能化應用,促進可再生電力消納,緩解電網不穩定性:另一方面也可減少電力輸送中的消耗,降低綠氫制取應用成本,提高利用效率。國家可以率先在這些地區布局綠氫項目,進一步促進綠氫產業鏈條銜接，以在全國起到項目示范效應。

　　3.3加快基礎設施建設,制、儲、輸、用協調,構建綠氫網絡化、規?；w系

　　堅持綠氫能源轉型方向,走好綠氫產業化發展之路,離不開綠氫制、儲、輸、用基礎設施建設。一是推進綠氫規?；迫』A設施建設,要在重點地區開展規模化制取試點，向規?；б嬉ㄟ^“大基地”規?；痉兑I,降成本、提效益，比如內蒙古風光資源豐富,在綠氫產業方面具有得天獨厚的優勢?？梢酝ㄟ^頂層設計、統籌謀劃、科學布局,進一步加快制氫基礎設施建設。首先要加快風、光可再生能源電力基礎設施建設:其次要加快綠氫制取基礎設施建設,擴大綠氫生產規模,通過規模降成本、提效益。

　　二是要加快加氫站建設,逐步探索“油氣氫電能源綜合站建設。針對當前氫氣站投資大、數量少運營效益低的問題,要適當增加中央與地方政府氫氣站或綜合站建設、運營補貼,在消費端拉動“綠氫“產業發展。還要通過補貼辦法推廣氫燃料電池各型車的使用。

　　三是推進綠氫輸送管道網絡建設,特別是要加快推進大容量、長距離輸送管道網絡建設,探索天然氣輸送管道加氫適用辦法,通過管道網絡降低輸送成本。

　　四是加快綠氫儲存基礎設施以及設備開發,拓展綠氫應用場景,擴大綠氫在鋼鐵冶煉、化工、交通等行業的市場需求。

　　3.4加強基礎研究,舉全國體制加快綠氫技術創新

　　我國綠氫研究與發展起步較晚,在綠氫制、儲輸、用等基礎研究方面與發達國家還有一定差距，一是要發揮我國大國優勢,集中人力、財力、物力，以舉國體制加快綠氫基礎科學和前沿技術研究,緊緊依靠科學技術支撐,促進綠氫能源產業發展。要通過綠氫產業技術創新政策,引導企業、科研院所等加大技術攻關投入力度,鼓勵市場主體與研究機構通過設立綠氫產業基金等途徑,支持綠氫基礎材料、核心技術和關鍵部件的技術攻關。

　　二是設立綠氫國家科學技術專項,針對卡脖子的基礎科學與技術問題進行攻關。通過支持國家重點實驗室，以及其他綠氫重點科學研究平臺,爭取盡快在基礎研究方面取得突破。

　　三是充分發揮重點高校、研究機構、大型國有企業等研究主體的作用,通過產學研結合突破綠氫制、儲、輸、用關鍵技術。

　　四是加快綠氫能源產業人才隊伍建設。要根據我國實現“雙碳”目標緊迫性要求,在重點高校增設和擴大綠氫能源專業,還要通過在職培訓等方式加快人才培養,為綠氫科學技術創新提供人才支撐。

　　3.5加強基礎研究,舉全國體制加快綠氫技術創新

　　創造綠氫產業發展新優勢當前,以綠氫為代表的新能源和可再生能源作為替代能源的“能源革命”正在世界范圍內蓬勃興起。我們要積極參與國際合作,通過優勢互補、技術互鑒,有無互通、經驗共享,創造綠氫產業新優勢，一是在國際合作中發揮好我國優勢。我國在全球綠氫產業鏈條中的優勢,主要體現在堿性電解槽生產技術成熟、成本較低、市場占有份額較高(目前40%)。我們可以與綠氫資源較為豐富的澳大利亞沙特、埃及等國家加強合作,把綠氫銷往需求較大的國家。

　　二是在國際合作中通過技術交流加快技術創新,進一步降低綠氫成本

　　三是發揮國際合作項目示范引領作用。比如澳大利亞再生能源公司(CIC)計劃投資80億美元建設全球首個綠氫項目,正在尋求澳-日韓-中國產業鏈落地。該項目利用澳大利亞綠氫資源,中國提供生產設備,下游需求來自日韓,三方合作被稱為“氫能綠三角”。這種互利共贏的國際合作,對綠氫產業發展具有重要示范作用。

　　來源：中外能源，邁愛德編輯整理